物件複寫

當客戶端要寫入資料時，它會使用物件 ID (object ID) 和儲存池名稱 (pool name) 來計算應該寫入哪一個 OSD。在客戶端將資料寫入該 OSD 後，該 OSD 會將資料複製到一個或多個其他的 OSD。你可依需求設定複本數，以確保資料在多個 OSD 同時故障的情況下依然能夠存活。複寫機制 (Replication) 類似於磁碟陣列的 RAID-1 ，但允許建立更多份的資料副本。隨著規模擴大，單純的 RAID-1 複製可能不再足以應對硬體故障的風險。而儲存更多副本的唯一缺點就是會增加儲存成本。

Ceph 客戶端會依據CRUSH 演算法，將資料隨機寫入各個 OSD。 如果 OSD 磁碟或節點故障， Ceph 可以從儲存在其他健康 OSD 上的副本中， 重新修復 (re-heal) 資料 。

您可以 定義故障域 (failure domain) ，讓Ceph 將複寫資料分散儲存在不同的伺服器、機櫃、機房或資料中心，以避免因整個故障域的一次或多次故障而造成資料遺失。舉例來說，如果您在 5 個機櫃中安裝了 15 台儲存伺服器（每個機櫃 3 台伺服器），您可以設定副本數為 3 ，並將機櫃 (rack) 定義為故障域。如此一來，寫入 Ceph 叢集的資料將始終有三份副本，分別儲存在這五個機櫃中的其中三個。即使其中任意兩個機櫃同時故障，資料仍可存活且不影響客戶端服務。 CRUSH rule 是讓 Ceph 儲存沒有單點故障的關鍵。

糾刪碼 (Erasure Coding)

資料複寫 (Replication) 提供最佳的整體效能，但儲存空間的使用效率不高，尤其在需要較高冗餘度時更是如此。
過去我們之所以使用 RAID-5 或 RAID-6 來取代 RAID-1 ，正是為了實現高資料可用性。同位元 RAID (Parity RAID) 能夠以更少的儲存空間開銷來確保備援，但代價是犧牲儲存效能 (主要是寫入效能)。Ceph 則使用糾刪碼 (erasure encoding) 來達到類似的效果。當您的儲存系統規模變得很大時，只允許一到兩顆磁碟或一到兩個故障域同時失效可能讓人難以放心。糾刪碼演算法能讓您配置更高層級的備援，但卻只需更少的空間開銷。
糾刪碼會將原始資料切分為 K 個資料區塊，並計算出額外的 M 個編碼區塊。當最多有 M 個故障域同時失效時， Ceph 仍能復原資料。總計 K+M 個區塊會儲存在分屬不同故障域的 OSD 上。

資料清洗 (Scrubbing)

為了維護資料的一致性與乾淨度， Ceph OSD 守護進程 (Daemons) 會對放置群組 (PG) 內的物件進行資料清洗 (scrubbing) 。也就是說， Ceph OSD 守護進程會將某個 PG 中的物件中繼資料 (metadata)，與儲存在其他 OSD 上、其副本所在 PG 的中繼資料進行比對。一般清洗 (Scrubbing)：通常每天執行一次，用於發現程式錯誤或檔案系統錯誤。深度清洗 (Deep Scrubbing)：通常每週執行一次，透過逐位元 (bit-for-bit) 的方式比對物件中的資料，以找出在輕度清洗中未能顯現的磁碟壞軌。

資料修復 (Data Healing)

由於 Ceph 的資料放置設計，資料由所有健康的 OSD 共同修復，無需使用備援 (spare) 磁碟。相較於必須將遺失資料重建到備援磁碟的傳統磁碟陣列，這能大幅縮短修復時間。